王雨潤(rùn),岑金鳳,孟文琪,裴志鵬,肖 凱,謝 穎*,孫銘學(xué)*
1.湖南師范大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子流行病學(xué)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙 410000
2.海軍軍醫(yī)大學(xué)(第二軍醫(yī)大學(xué))海軍醫(yī)學(xué)系防化醫(yī)學(xué)教研室,上海 200433
芥子氣(sulfur mustard,SM)是難防難治化學(xué)戰(zhàn)劑的典型代表,自第一次世界大戰(zhàn)期間被引入戰(zhàn)場(chǎng)后,又多次被用于各種沖突和恐怖襲擊[1-2]。盡管目前存在毒性更強(qiáng)的化學(xué)戰(zhàn)劑,但是SM 具有易于工業(yè)化生產(chǎn)、難以預(yù)防和治療的特點(diǎn),仍然具有較大的軍事威脅。肺是SM 損傷的主要靶器官之一,急性肺損傷是導(dǎo)致SM 中毒患者死亡的主要原因之一[3-4]。研究者們認(rèn)為氧化應(yīng)激是SM 中毒的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[5-6]。研究表明,炎癥因子如IL-1β、IL-6和TNF-α 等與SM 引起的肺損傷密切相關(guān)[7-9]。SM中毒的機(jī)制尚未完全闡明,目前還沒有特效治療藥物,以對(duì)癥治療為主。基于SM 的軍事威脅和毒性特點(diǎn),推進(jìn)SM 中毒機(jī)制的研究、尋找新型有效的治療藥物具有重要意義。
虎杖苷(polydatin,PD)是一種白藜蘆醇的苷類衍生物,從傳統(tǒng)中藥虎杖(Polygonum cuspidatumSieb)的根部分離得到。PD 分布廣泛,存在于許多常見的食品中,如葡萄、葡萄酒及花生等。研究表明PD 具有抗氧化和抗炎活性,能發(fā)揮對(duì)腎臟、肝臟和肺功能的保護(hù)作用[10-12],可作用于多個(gè)系統(tǒng)且不良反應(yīng)小,具有巨大的應(yīng)用潛力。Shu 等[13]研究發(fā)現(xiàn)PD 可阻斷磷脂酶A2 的活性,下調(diào)分泌型磷脂酶A2 ⅡA mRNA 的表達(dá),改善內(nèi)毒素休克大鼠的急性肺損傷。王方巖等[14]觀察到PD 可通過降低超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量來(lái)減輕缺血/再灌注引起的肺損傷?,F(xiàn)有文獻(xiàn)中未見PD 對(duì)SM 所致肺損傷作用的相關(guān)報(bào)道。本研究以雄性ICR 小鼠為研究對(duì)象,建立SM肺損傷模型,探究PD 對(duì)SM 肺損傷的改善作用,并初步探索其作用機(jī)制。
1.1 動(dòng)物分組與造模ICR 小鼠(雄性,6~8 周齡,體重25~30 g)由昭衍(蘇州)新藥研究中心有限公司[生產(chǎn)許可證號(hào):SCXK(蘇)2018-0006]提供。小鼠在12 h 光照/12 h 黑暗循環(huán)、室溫(20±2)℃、自由進(jìn)食和飲水的條件下飼養(yǎng)1周后使用。在存活率實(shí)驗(yàn)中,將小鼠隨機(jī)分為6 組(n=15):對(duì)照(Ctrl)組、SM 組、PD 低劑量(SM+PD100)組、PD 中劑量(SM+PD200)組、PD 高劑量(SM+PD400)組和陽(yáng)性對(duì)照藥N-乙酰半胱氨酸(N-acetyl-L-cysteine,NAC)治療(SM+NAC)組。SM 以40 mg/kg 的劑量皮下注射給藥。在SM 暴露30 min 后,SM+PD100、SM+PD200、SM+PD400 組分別以100、200、400 mg/kg PD 每天灌胃給藥1 次,持續(xù)給藥7 d。SM+NAC 組在SM 暴露30 min 后,以200 mg/kg 的劑量每天灌胃給藥1 次,持續(xù)給藥7 d。連續(xù)觀察14 d,每天按時(shí)記錄小鼠的存活情況。
在除存活率外的其他實(shí)驗(yàn)中,小鼠被隨機(jī)分為4 組(n=15):Ctrl 組、SM 組、SM+PD200 組和SM+NAC 組。SM 以30 mg/kg 的劑量皮下注射給藥。PD 在SM 暴露30 min 后,以200 mg/kg(SM+PD200 組)的劑量每天灌胃給藥1 次,持續(xù)給藥5 d。SM+NAC 組在SM 暴露30 min 后,以200 mg/kg的劑量每天灌胃給藥1 次,持續(xù)給藥5 d。于第1、3、5、7、10 天處死小鼠,取各組小鼠肺組織制作H-E切片進(jìn)行組織病理學(xué)觀察。另取一批小鼠隨機(jī)分為上述4 組(n=15),處理同前,持續(xù)給藥5 d 后處死小鼠進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.2 試劑SM(純品)由軍事科學(xué)院防化研究院提供;PD(純度為95%)和NAC(純度為99%)購(gòu)自美國(guó)Sigma-Aldrich 公司,貨號(hào)分別為15721-25G 和A9165。
1.3 肺組織病理學(xué)觀察處死小鼠后,取左側(cè)最大葉肺組織,在4%多聚甲醛組織固定液中固定24 h,按順序放入梯度乙醇和二甲苯溶液中脫水(75%乙醇4 h → 85%乙醇2 h → 90%乙醇2 h →95%乙醇1 h → 無(wú)水乙醇Ⅰ 30 min → 無(wú)水乙醇Ⅱ30 min → 二甲苯Ⅰ 10 min → 二甲苯Ⅱ 10 min),透明處理后將肺組織浸蠟包埋并切成5 μm 厚的切片,H-E 染色。規(guī)避分組信息后邀請(qǐng)上海市肺科醫(yī)院謝惠康副主任醫(yī)師和高彩霞、張偉2 位中級(jí)技師根據(jù)肺水腫、肺出血、肺組織炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、肺泡壁結(jié)構(gòu)、支氣管結(jié)構(gòu)和病變面積等情況對(duì)H-E 切片進(jìn)行評(píng)分:未見任何病變記為0 分;病理改變輕微、病變面積≤25%記為1 分;病理改變輕度、病變面積>25%~50%記為2 分;病理改變中度、病變面積>50%~75%記為3 分;病理改變重度、病變面積>75%記為4 分。
1.4 肺濕重/干重(W/D)比值檢測(cè)將小鼠的肺組織完整取出,用吸水紙擦掉肺表面殘余的血漬后稱量,記為濕重(W)。將肺組織在70 ℃烘箱中干燥72 h 后稱量,記為干重(D),計(jì)算W/D 比值。
1.5 肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)蛋白濃度檢測(cè)小鼠末次給藥后,腹腔注射10%的水合氯醛進(jìn)行麻醉,固定小鼠后打開腹腔,剪斷兩側(cè)腹主動(dòng)脈進(jìn)行放血,鈍性分離出小鼠氣管,通過氣管將1 mL 預(yù)冷的生理鹽水緩緩注入小鼠肺中,然后緩慢回抽,循環(huán)3 次,最后回抽600 μL 生理鹽水。將獲得的BALF 離心(4 ℃,400×g,15 min),收集上清,于-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.6 氧化應(yīng)激指標(biāo)與炎癥因子檢測(cè)采用SOD活性檢測(cè)試劑盒(WST-8 法)檢測(cè)小鼠肺組織中SOD 活性,用脂質(zhì)氧化檢測(cè)試劑盒檢測(cè)MDA 含量,用過氧化氫(H2O2)檢測(cè)試劑盒檢測(cè)H2O2含量。以上試劑盒均購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)分別為S0103、S0131S、S0038。還原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量檢測(cè)試劑盒與髓過氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)活性檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自南京建成生物工程研究所,貨號(hào)分別為A006-2-1、A044-1-1。所有檢測(cè)步驟均依據(jù)試劑盒說明書進(jìn)行。
采用IL-1β ELISA 試劑盒檢測(cè)小鼠肺組織中IL-1β 水 平,IL-6 ELISA 試 劑 盒 檢 測(cè)IL-6 水 平,TNF-α ELISA 試劑盒檢測(cè)TNF-α 水平,以上試劑盒均購(gòu)自美國(guó)R&D 公司,貨號(hào)分別為SMLB00C、SM6000B、SMTA00B。所有檢測(cè)步驟均依據(jù)試劑盒說明書進(jìn)行。
1.7 氧化應(yīng)激與炎癥反應(yīng)相關(guān)蛋白表達(dá)水平的檢測(cè)將組織放入含有蛋白酶抑制劑的RIPA緩沖液(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)P0013D)中剪碎,在預(yù)冷的組織研磨儀上勻漿至沒有肉眼可見的組織塊,離心(4 ℃,13 000×g,20 min)后將上清小心轉(zhuǎn)移到新的EP 管中。依據(jù)哺乳動(dòng)物細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)蛋白提取試劑盒(北京全式金生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)DE201-01)的說明書提取細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)蛋白。采用BCA 蛋白濃度檢測(cè)試劑盒(上海碧云天生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)P0012S)測(cè)定蛋白濃度。將蛋白(40 μg)上樣于12% SDS-聚丙烯酰胺凝膠上,電泳分離后轉(zhuǎn)至PVDF 膜(美國(guó)Millipore 公司,貨號(hào)ISEQ00010)。用5%脫脂牛奶封閉2 h,TBST(TBS購(gòu)自武漢塞維爾生物科技公司,貨號(hào)G0001-2L;吐溫購(gòu)自上海博光生物科技有限公司,貨號(hào)BLSJ-0763)洗膜后用相應(yīng)一抗在4 ℃孵育過夜,洗膜后放入HRP 標(biāo)記的二抗(1 ∶3 000 TBST 稀釋)中在室溫下孵育1 h,TBST 清洗,經(jīng)化學(xué)發(fā)光法得到條帶。GAPDH、β-微管蛋白(β-tubulin)、核因子E2 相關(guān)因子2(nuclear factor E2-related factor 2,Nrf2)、NAD(P)H:醌氧化還原酶(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1,NQO1)、Toll 樣受體4(Toll-like receptor 4,TLR4)、NF-κB p65 總 蛋白抗體均購(gòu)自Proteintech 中國(guó)公司,貨號(hào)分別為60004-1-Ig、11224-1-AP、16396-1-AP、11451-1-AP、19811-1-AP、10745-1-AP;TATA 盒 結(jié) 合 蛋白(TATA box binding protein,TBP)、 沉 默 信息調(diào)節(jié)因子1(silencing information regulator 1,SIRT1)、血紅素加氧酶1(heme oxygenase 1,HO-1)抗體均購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)分別為AF5321、AF0282、AF1333;磷酸 化NF-κB p65 抗 體 購(gòu) 自 美 國(guó)CST 公 司,貨 號(hào)3039;HRP 標(biāo)記的山羊抗兔/鼠抗體購(gòu)自上海碧云天生物技術(shù)有限公司,貨號(hào)為A0208、A0216。
1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理應(yīng)用GraphPad Prism 9 軟件進(jìn)行分析和繪圖。數(shù)據(jù)以±s表示,多組間比較采用單因素方差分析,多樣本均數(shù)兩兩之間比較采用SNK-q檢驗(yàn)。用Kaplan-Meier 法繪制生存曲線,存活率的比較采用log-rank 檢驗(yàn)。檢驗(yàn)水準(zhǔn)(α)為0.05。
2.1 PD 可以提高SM染毒小鼠的存活率,改善SM所致肺損傷如圖1 所示,Ctrl 組無(wú)小鼠死亡,SM組小鼠存活率為11.33%(與Ctrl 組比較,P<0.01);與SM 組相比,SM+NAC 組小鼠與SM+PD400組小鼠存活率均提升至26.84%(P均<0.05);SM+PD200 組小鼠存活率提高至48.62%(與SM 組相比,P<0.01;與SM+NAC 組相比,P<0.05);SM+PD100 組小鼠存活率與SM 組相比無(wú)明顯提升(P>0.05)。以上結(jié)果表明,PD 可以提高SM 染毒小鼠的存活率,且PD 最佳給藥劑量為200 mg/kg,選用此劑量進(jìn)行后續(xù)PD 作用評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。
圖1 PD 處理對(duì)SM 染毒小鼠存活率的影響Fig 1 Effect of PD on survival rate of SM-exposed mice
H-E 染色觀察PD 對(duì)SM 所致肺損傷的影響,結(jié)果如圖2、3 所示,Ctrl 組小鼠肺組織形態(tài)正常,肺泡和支氣管結(jié)構(gòu)完整;SM 組小鼠肺損傷先加重后減輕,在SM 暴露后的第5 天肺組織損傷最為嚴(yán)重(評(píng)分與Ctrl 組比較,P<0.01),可見明顯的支氣管結(jié)構(gòu)破壞和肺間隔增厚,炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)增加;與SM 組相比,SM+NAC 組小鼠肺損傷程度有輕微改善,肺泡腔內(nèi)有部分炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),可見少量出血和肺間隔增厚,支氣管結(jié)構(gòu)輕微破壞;SM+PD200 組小鼠肺損傷有明顯緩解(第5 天評(píng)分與SM 組比較,P<0.05),肺泡腔僅有少量的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)和滲出物,偶見支氣管結(jié)構(gòu)輕微破壞。結(jié)果表明PD 和NAC 對(duì)SM 所致肺損傷均具有一定的保護(hù)作用,且前者效果優(yōu)于后者。
圖2 各組小鼠肺組織病理變化Fig 2 Histopathological changes of lung issues in mice in each group
圖3 各組小鼠肺組織病理?yè)p傷評(píng)分Fig 3 Histopathological injury scores of lung tissues in mice in each group
通過小鼠肺W/D 比值和BALF 蛋白濃度來(lái)評(píng)判肺損傷程度(n=5)。Ctrl 組W/D 比值為4.22±0.22,BALF 蛋白濃度為(349.90±110.14)μg/mL。與Ctrl 組相比,SM 組小鼠W/D 比值(4.91±0.16)和BALF 蛋 白 濃 度[(869.23±73.85)μg/mL]升高(P<0.01),提示SM 可引起肺組織損傷。采用PD200 干預(yù)可降低W/D 比值(4.44±0.23)和BALF 蛋白濃度[(545.67±64.28)μg/mL](與SM組相比,P<0.05 或P<0.01),采用NAC 干預(yù)不能降低W/D 比值(4.67±0.26;與SM 組相比,P>0.05)但可降低BALF蛋白濃度[(645.77±127.46)μg/mL,與SM 組相比,P<0.05],提示PD 和NAC 可降低SM 染毒小鼠的肺水腫,對(duì)SM 所致肺損傷具有保護(hù)作用,且PD 的作用效果優(yōu)于NAC。
2.2 PD 可以降低SM染毒小鼠的氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)水平如圖4 所示,與Ctrl 組相比,SM 組小鼠肺組織中MDA 含量、H2O2含量及MPO 活性均升高(P均<0.01),GSH 含量、SOD 活性均降低(P均<0.01);NAC 處理可提高GSH 含量和SOD 活性(與SM 組相比,P均<0.05);PD200 處理后可降低MDA 含量、H2O2含量及MPO 活性(與SM 組相比,P<0.05 或P<0.01),提高GSH 含量、SOD活性(與SM 組相比,P均<0.01)。結(jié)果表明PD和NAC 可以不同程度地改善SM 引起的氧化應(yīng)激。
圖4 各組小鼠肺組織中氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Fig 4 Results of oxidative stress indexes in lung tissues of mice in each group
2.3 PD 可上調(diào)SM染毒小鼠SIRT1蛋白的表達(dá),促進(jìn)Nrf2的核轉(zhuǎn)移,上調(diào)HO-1和NQO1蛋白的表達(dá)如圖5A 所示,與Ctrl 組相比,SM 組SIRT1蛋白的表達(dá)水平下降(P<0.01)。與SM 組相比,SM+PD200 組和SM+NAC 組SIRT1 蛋白的表達(dá)水平均有所上升(P<0.01,P<0.05),證明PD和NAC 都可能通過激活SIRT1 蛋白來(lái)發(fā)揮其保護(hù)作用。如圖5B、5C 所示,各組細(xì)胞胞質(zhì)的Nrf2 總蛋白水平?jīng)]有明顯變化,但SM+PD200 組和SM+NAC 組Nrf2 蛋白的核轉(zhuǎn)移與SM 組相比增加(P<0.01,P<0.05)。如圖6所示,與SM組相比,SM+PD200 組HO-1 和NQO1 蛋白的表達(dá)水平增加(P<0.05 或P<0.01),SM+NAC 組的HO-1 蛋白表達(dá)水平增加(P<0.05),且SM+PD200 組的變化均較SM+NAC 組更為顯著。結(jié)果表明PD 可能通過激活SIRT1 蛋白的表達(dá)來(lái)調(diào)控Nrf2 及其下游蛋白發(fā)揮抗氧化作用。
圖5 各組小鼠肺組織中SIRT1 與Nrf2 蛋白的表達(dá)Fig 5 Protein expression of SIRT1 and Nrf2 in lung tissues of mice in each group
圖6 各組小鼠肺組織中HO-1 和NQO1 蛋白的表達(dá)Fig 6 Protein expression of HO-1 and NQO1 in lung tissues of mice in each group
2.4 PD 可降低SM染毒小鼠炎癥因子水平通過ELISA 試劑盒檢測(cè)小鼠肺組織中炎癥因子TNF-α、IL-1β 和IL-6 的水平變化,結(jié)果如圖7 所示。與Ctrl組相比,SM 組TNF-α、IL-1β、IL-6 的表達(dá)水平均升高(P均<0.01),提示SM 作用后可引起肺組織的炎癥反應(yīng);PD或NAC處理降低了TNF-α、IL-1β的表達(dá)水平 (與SM 組相比,P均<0.05)。SM+PD200組IL-6 水平較SM 組降低(P<0.05),SM+NAC 組IL-6 水平降低不明顯。結(jié)果說明PD 可以降低SM 染毒小鼠肺組織內(nèi)的炎癥水平,改善小鼠SM肺損傷。
圖7 各組小鼠肺組織中炎癥因子的檢測(cè)結(jié)果Fig 7 Results of inflammatory factors in lung tissues of mice in each group
2.5 PD 可降低SM染毒小鼠TLR4蛋白、NF-κB p65總蛋白表達(dá)及NF-κB p65磷酸化水平如圖8所示,與Ctrl 組相比,SM 組小鼠肺組織中TLR4 蛋白和NF-κB p65 總蛋白表達(dá)及NF-κB 磷酸化水平升高(P<0.01);與SM 組相比,PD 或NAC 處理后NFκB p65 總蛋白及其磷酸化水平降低(P<0.01 或P<0.05),SM+NAC 組TLR4 蛋白水平下降不明顯。結(jié)果表明PD 可能通過TLR4/NF-κB 通路來(lái)抑制SM所致的炎癥反應(yīng)。
圖8 各組小鼠肺組織中TLR4、NF-κB p65 和磷酸化NF-κB p65 蛋白的表達(dá)Fig 8 Protein expression of TLR4, NF-κB p65 and phosphorylated NF-κB p65 in lung tissues of mice in each group
在SM 暴露模型選擇上,研究者們根據(jù)研究目的選擇了不同的染毒方式[15-20],或?qū)M 制成氣溶膠對(duì)眼、皮膚和呼吸系統(tǒng)進(jìn)行直接染毒,或?qū)⒁簯B(tài)SM 直接滴注到氣管進(jìn)行染毒,或通過皮下、腹腔或靜脈注射的方式進(jìn)行染毒,或通過皮膚涂抹進(jìn)行染毒,以這些方式進(jìn)行SM 染毒均可引起肺損傷。本實(shí)驗(yàn)選擇皮下注射SM 為染毒模型,主要原因是我們認(rèn)為皮膚暴露可能是SM 中毒更主要的威脅方式,因?yàn)楹团宕鞣蓝久婢呦啾燃皶r(shí)穿戴好全身防護(hù)服的難度更大、更難以實(shí)現(xiàn)。由于受實(shí)驗(yàn)條件限制,僅能實(shí)現(xiàn)皮膚涂抹和皮下注射2 種方式進(jìn)行SM 皮膚暴露,我們認(rèn)為皮下注射可以更好地保證動(dòng)物染毒劑量的一致性。
目前還沒有針對(duì)SM 損傷的特效治療藥物,減少SM 所致?lián)p傷的最好方法是在2 min 內(nèi)對(duì)暴露部位進(jìn)行去污處理,否則SM 被吸收將造成機(jī)體損傷。目前對(duì)于SM 損傷主要采用支持性療法,如抗生素治療和皮膚燒傷護(hù)理等[21]。NAC 也可以通過多種機(jī)制減輕SM 損傷,具有較好的效果[22-23],因此本研究選用NAC 作為陽(yáng)性對(duì)照藥物。本實(shí)驗(yàn)中首先觀察了PD 對(duì)于SM 肺損傷的作用,結(jié)果表明PD 可以提高SM 染毒小鼠的生存率、降低SM 染毒小鼠肺W/D 比值和BALF 蛋白濃度,這與其他PD 對(duì)肺損傷保護(hù)作用的報(bào)道[24-25]一致;NAC 也可緩解SM 所致肺損傷,但整體效果不及PD。
氧化應(yīng)激是SM 肺損傷的起始和關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,SM 及其類似物能與各種細(xì)胞成分和低分子量代謝物反應(yīng),形成單功能和雙功能加合物,最終導(dǎo)致活性氧過量產(chǎn)生、脂質(zhì)過氧化、抗氧化體系失活等[26-27]。MPO 可以將H2O2轉(zhuǎn)化為更高活性的次氯酸;MDA 含量高低用以評(píng)價(jià)細(xì)胞質(zhì)膜的受損程度;GSH 和SOD 是重要的抗氧化劑,同時(shí)也是SM的靶標(biāo)分子,SM 可以使它們耗損從而加重氧化應(yīng)激水平,導(dǎo)致毒性效應(yīng)[28-30]。Liu 等[31]證明PD 可以通過抑制MPO 和MDA 的水平提高SOD 活性,抑制大鼠特發(fā)性肺纖維化。Fu 等[32]發(fā)現(xiàn)PD 可以提高谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)和SOD 的活性,緩解百草枯對(duì)人胚胎肺成纖維細(xì)胞造成的損傷。在本研究中,SM 組小鼠肺組織MDA 含量、H2O2含量和MPO 活性均高于Ctrl 組,而SOD 活性、GSH 含量均低于Ctrl 組;與SM 組比較,PD 組MDA 含量、H2O2含量和MPO 活性降低,SOD 活性、GSH 含量升高。本研究結(jié)果表明PD 可以通過降低氧化酶水平,提高抗氧化酶活性來(lái)抑制SM 所致肺損傷的氧化應(yīng)激反應(yīng)。
Sirtuin 家族是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamide adenine dinucleotide,NAD+)依賴的組蛋白去乙?;讣易?,其生物學(xué)功能多樣。SIRT1 作為Sirtuin 家族的重要成員之一,主要負(fù)責(zé)調(diào)控機(jī)體氧化應(yīng)激與能量代謝等多條信號(hào)通路[33]。Nrf2 是抗氧化應(yīng)激通路中發(fā)揮抗氧化作用的關(guān)鍵分子,通常情況下與特異性抑制受體Keap1相結(jié)合,大部分以無(wú)活性的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中;當(dāng)機(jī)體受到刺激時(shí)會(huì)導(dǎo)致Nrf2 與Keap1 解離,解離的Nrf2向核轉(zhuǎn)移并激活其下游通路蛋白的表達(dá),以此來(lái)調(diào)節(jié)機(jī)體的氧化應(yīng)激[6]。研究表明,PD 可以特異性激活SIRT1 蛋白的表達(dá),調(diào)節(jié)SIRT1/Nrf2通路發(fā)揮抗氧化作用[34-35]。Meng 等[5]還發(fā)現(xiàn)Nrf2與其下游抗氧化蛋白HO-1 和NQO1 均參與了SM肺損傷的調(diào)節(jié)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,SM 染毒小鼠肺組織的SIRT1 蛋白下調(diào),Nrf2 少量入核。PD 可提升SM 染毒小鼠肺組織中SIRT1 蛋白的表達(dá),促進(jìn)Nrf2 入核,上調(diào)HO-1 和NQO1 蛋白的表達(dá),從而減輕SM 的損傷作用,提示PD 在SM 染毒后可能通過調(diào)節(jié)SIRT1/Nrf2 通路改善SM 引起的肺損傷。
炎癥反應(yīng)也是SM 繼發(fā)性損傷的重要標(biāo)志之一。SM 引 起 的 肺 損 傷 會(huì) 導(dǎo) 致TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8 等炎癥因子大量釋放和炎性細(xì)胞的浸潤(rùn),最終導(dǎo)致炎癥反應(yīng)[36-37]。TLR4 是Toll 樣受體家族的成員之一,主要在免疫和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮 作 用[38]。NF-κB 是TLR4 通 路 激 活 炎 癥 反 應(yīng)的下游關(guān)鍵分子,細(xì)胞應(yīng)激可導(dǎo)致TLR4 蛋白表達(dá)提高,從而激活下游NF-κB 通路[39]。NF-κB p65 是NF-κB 家族的成員之一,其表達(dá)和磷酸化可間接反映NF-κB 的活性[40-41]。研究表明SM 可以增加肺組織中TLR4 的表達(dá)[42],PD 可以通過TLR4-MyD88-NF-κB 通路保護(hù)脂多糖誘導(dǎo)的急性肺損傷[24]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明SM 暴露小鼠肺組織中TLR4、NF-κB p65 及磷酸化NF-κB 水平升高,PD 處理可逆轉(zhuǎn)上述變化,表明PD 可能通過調(diào)節(jié)TLR4/NF-κB 通路對(duì)SM 誘導(dǎo)的肺損傷產(chǎn)生抗炎作用。
綜上所述,本研究首次明確了PD 對(duì)SM 肺損傷具有改善作用,初步闡明PD 治療SM 肺損傷的機(jī)制主要與調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、抑制炎癥反應(yīng)有關(guān),為今后PD 治療SM 肺損傷的臨床研究提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。